人因工程基础实验指导书.doc
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1、人因工程基础实验指导书张亚辉 编写东北大学秦皇岛分校二一六年五月 目 录 实验一 信息输入能力测试实验3分实验1 视觉反应时测试3分实验2 深度知觉测试9分实验3 空间知觉测试11 实验二 信息处理能力测试实验14分实验1 动作判断14分实验2 注意分配能力测试17分实验3 注意力集中能力测试21分实验4 记忆广度测试24 实验三 信息输出能力测试 分实验1 反应时和运动时测试26分实验2 运动稳定性测试31分实验3 动觉方位辨别测试33分实验4 动作技能测试(镜画仪)35分实验5 手指灵活性测试37分实验6 双手协调能力测试39实验四 人体计测实验40人因工程基础实验指导书综述本门课程实验共
2、分4大类试验1、信息输入能力测试实验信息输入能力测试实验主要测试人的信息输入的相关能力,包括3个分试验,分别为分试验1 视觉反应时测试分试验2 深度知觉测试分试验3 空间知觉测试2、信息处理能力测试实验信息处理能力试验主要测试人的信息处理的相关能力,包括4个分试验,分别为分试验4 动作判断分试验5 注意分配能力测试分试验6 注意力集中能力测试分试验7 记忆广度测试3、信息输出能力测试实验信息处理能力试验主要测试人的信息输出的相关能力,包括6个分试验,分别为分试验8 反应时和运动时测试分试验9 运动稳定性测试分试验10 动觉方位辨别测试分试验11 动作技能测试分试验12 手指灵活性测试分试验13
3、 双手协调能力测试4、人体计测试验主要测量人体尺寸。实验一 信息输入能力测试实验分实验1 视觉反应时测试从刺激呈现到反应开始之间的时间间隔叫反应时,或反应的潜伏期。它是个体差异心理学的重要研究内容。F.C.Donders曾将反应时分为3类,即简单反应时、选择反应时和辨别反应时。如果呈现的刺激只有一个,要求被试者做出的反应也只有一个,并且二者都固定不变,这种条件下测得的反应时叫做简单反应时;如果可能呈现的刺激不止一个,对每个刺激都要求被试者做一个不同的反应,但哪一次出现哪个刺激被试者事先并不知道,该条件下测得的反应时称为选择反应时;如果可能呈现的刺激不止一个,但要求被试者只对其中一个刺激做一个固
4、定的反应,而对其它刺激则不反应,此条件下测得的反应时称为辨别反应时。实验目的掌握各种反应时的测试方法,进一步认识反应时及各种反应时之间的差异。实验仪器BDII511(SHJHI)型视觉反应时测试仪(Visual Reaction Time Tester)。该仪器可进行5大类十七种反应时实验。实验内容1. 刺激概率对反应时的影响这个实验使用红、绿、黄三种色光分别作为刺激,每次试验选用一种色光刺激,试验次数可按实验需要选定。实验次数设定后,仪器根据设定的组别,自动确定该组试验中“红”、“绿”、“黄”三种色光的出现次数。按“红”、“绿”、“黄”、三种色光出现概率共分四组实验,即“概率1” 、“概率2
5、” 、“概率3” 、“概率4”。按主试面板上的“概率”键,选择对应的实验组别。回答可选用任一反应手键。每组实验完后,将自动反复显示本组实验中红、绿、黄三种色光的各自平均简单反应时及实验次数。显示屏幕中各标志位的含义如下:1红色光;2绿色光;3黄色光。2数奇偶不同排列特征对反应时的影响根据数排列特征不同分成三组实验:“横和奇、偶”:数横向整齐排列组别1;“竖和奇、偶”:竖横向整齐排列组别2;“随机大小”:数随机排列组别3。按主试面板上的“数奇偶”键,选择相应组别。实验次数可按需要选定。实验用红色光刺激,刺激在显示屏两侧44点阵区内显示。被试者判别显示的点之和是奇数还是偶数,用反应手键回答。奇数时
6、,按 “左”键,偶数时按“右”键。回答正确,显示屏自动显示每一次正确判断的反应时间;回答错误,蜂鸣声响提示,自动记录错误次数。实验结束,仪器自动显示正确回答的平均选择反应时及错误回答次数。标志位无显示。3差大小排列特征对反应时的影响根据数排列特征不同分三组实验。“横差大小”:数横向整齐排列组别1;“竖差大小”:数竖向整齐排列组别2;“随机大小”:数随机排列组别3。按主试面板的“数大小”键,选择相应组别。实验次数按需求选定。实验用红色刺激,刺激在显示屏两侧44点阵区内显示。被试者判别左边显示点数多还是右边显示多,用反应手键回答。如左侧多,按“左”键;右侧多,按“右”键。回答正确,显示器自动显示每
7、一次正确判断的反应时间;回答错误,蜂鸣声响提示,自动记录错误次数。实验结束,仪器自动显示正确回答的平均选择反应时,及错误回答次数。标志位无显示。4信息量对反应时的影响根据刺激信息方式分三组实验。信息量1:在显示屏中间随机显示红或绿“大”正方形组别1。实验要求被试者只对“红大正方形”反应,而对“绿大正方形”不反应。信息量2:在显示屏中间随机显示红或绿“大”正方形或绿“小”正方形组别2。实验要求被试者对“红大正方形或绿小正方形”反应,而对“绿正大方形或红小正方形”不反应。信息量3:在显示屏左右两边随机显示红或绿“大”正方形以及绿“小”正方形组别3。实验要求被试者反应的是“左侧呈现红色大正方形,右侧
8、显现红色小正方形”或者“左侧呈现绿色小正方形,右侧呈现绿色大正方形”,而对于“左侧呈现红色小正方形,右侧呈现红色大正方形”或“左侧呈现绿色大正方形,右侧呈现绿色小正方形”不反应。实验测定的是辨别反应时,刺激呈现后作出辨别反应的称为正刺激,不作反应称之为负刺激。按主试面板的“信息量”键,选择相应组别。实验次数可按需选定。实验用红、绿色光刺激,被试者判别是“正刺激”还是“负刺激”,如果是正刺激,回答可选用左右任一反应手键。出现负刺激不回答,两秒后自动消失。回答正确,显示器自动显示每一次正确判断的反应时间。回答错误,蜂鸣声响提示,自动记录错误次数。实验结束,仪器自动显示正确回答的平均辨别反应时间及错
9、误回答次数。5“刺激对”异同及时间间隔对反应时的影响本实验采用4对字母刺激“AA”、“Aa”、“AB”、“Ab”,根据每对两个字母呈现时间的不同可分四组实验:时距1:两个字母同时呈现组别1;时距2:两个字母呈现时间间隔为0.5秒,第一个字母呈现2秒后消失,隔0.5秒呈现第二个字母组别2;时距3:两字母呈现时间间隔为1秒,第一个字母呈现2秒后消失,隔1秒呈现第二个字母组别3;时距4:两字母呈现时间间隔为2秒,第一个字母呈现2秒后消失,隔2秒呈现第二个字母组别4。按主试面板“时距”键,选择相应组别。实验次数按需求选定。实验用红色光刺激,刺激在显示屏左右两侧呈现。被试者依据呈现内容,用反应手键回答。
10、呈现“AA”、“Aa”,按“左”键,呈现“AB”、“Ab”,按右键。回答正确,显示器自动显示每一次正确判断;回答错误,蜂鸣声响提示,自动记录错误次数。实验结束,仪器自动显示正确答案的平均选择反应时间及错误回答次数。标志位无显示。实验步骤1打开电源开关,接通电源。若选配有微型打印机,则需先给打印机装纸加电。2复位:按“复位”键,数码管显示全为零。每换一组实验可“复位”一次,以保证仪器正常工作。实验过程中,按“复位”键,实验将停止。3自检:用此功能检查仪器好坏。按“自检”键,仪器进入自检状态。主试面板八位数码管依次显示18,与此同时被试面板显示屏分红、绿、黄逐行显示及全屏显示。循环两遍后,仪器响蜂
11、鸣,数码显示器自动归零。选择实验类型及组别:根据实验需要,按下主试面板实验类型选择键(“概率”、“数奇偶”、“数大小”、“信息量”、“时距”键),对应键上的灯亮。5选择实验次数:实验次数范围在10255之间任意设置。按“选次”键,次数百位数码管闪,按“”键调百位数;再按“选次”键,次数十位数码管闪,按“”键调十位数;再按“选次”键,次数个位数码管闪,按“”键调个位数。6按“启动”键开始实验。在实验正式开始之前,主试必须向被试者说明实验内容与要求,反应判别方式。被试者面对显示屏,左手握“左”回答键,右手握“右”回答键,做好回答准备。实验开始后,被试者注视显示屏,按要求进行回答,在回答正确的前提下
12、,回答越快越好。回答正确,显示器自动显示每次回答的反应时间,回答错误,蜂鸣声响提示,记录一次错误次数。实验结束蜂鸣长声响,显示该组实验结果。7打印实验结果:每组实验后,如果已经接好微型打印机,可按主试面板“打印”键,选择打印内容,打印内容1包括每组实验正确回答的平均反应时间、实验次数、错误回答次数,打印内容2除包括打印内容1外,还打印实验中每次正确回答的反应时间。内容1标志位显示“1”;内容2标志位显示“2”。选择打印内容后,按“启动”键开始打印。打印清单中字母简称的表示含义见表1。8一组实验结束后,换新的被试者,如实验内容不变,主试只需按下“启动”键,测试重新开始。如更换实验内容,请按“复位
13、”键后,重新设定实验参数。表1 打印清单中字母含义字母简称含义字母简称含义字母简称含义SHJFYSHI视觉CSHU实验次数HHJO横和奇偶GL概率JC错误回答次数SHHHJO数和奇偶JIOU奇偶PJFYSHI平均反应时SJJO随机奇偶DX数大小MCFYSHI每次反应时HCHDX横差大小XXL信息量HO红SHCHDX竖差大小SHJU时距LU绿SJDX随机大小HU黄实验结果以上5类17组实验,尽可能全做,如时间不允许,要求每类至少选取一组实验,并将实验结果填入表2中。表2个人反应时记录实验类别组别简单反应时(a)选择反应时(b)辨别反应时(c)错误回答次数备注刺激概率对反应时的影响概率1概率2概率
14、3概率4数奇偶不同排列对反应时的影响横和奇偶数和奇偶随机奇偶数差大小排列特征对反应时的影响横差大小数差大小随机大小信息量对反应时的影响信息量1信息量2信息量3“刺激对”异同及时间间隔对反应时的影响时距1时距2时距3时距4实验思考1收集多名被试者实验记录,分析简单反应时、选择反应时、判别反应时之间的长短关系?2结合实例,谈谈反应时在人活动过程中的影响。例如,比赛中的运动员、生产线上工人等。3假定有甲乙两位被试者,其中甲是初次接受测试,乙接受过多次测试。请问两人的测试结果,谁更接近实际?分实验2 深度知觉测试准备知识深度知觉是指人的眼对物体三维空间远近距离的感知能力。人眼能够在上下左右二维光学映象
15、的基础上看出物体的深度,主要是双眼视差和单元线索的作用。驾驶(飞机、火车、汽车)、精密加工等工作,对人的深度知觉要求较高。深度知觉是后天形成的,并代有条件反射的性质。实验目的测量人的深度知觉能力,验证双眼视差在深度知觉的能力,学习测定深度知觉差异的简易方法。实验仪器实验采用北京大学仪器厂生产的深度知觉仪。该仪器主要组成:1. 垂直的竖棒,位于两侧的固定的六根的标准刺激,位于中间可前后移动的一根为变异刺激。2. 一台可驱动中间竖棒的电机。3. 一个操作竖棒移动的手键,手键上有“前进”、“后退”两个按键。4. 仪器各部分均放在一个长方形的箱子内。箱子顶部有一支荧光灯照明,在箱子前端有一个供被试用的
16、观察窗。5. 子的左侧有一个标尺,与可移动的竖棒相连接的指针随着竖棒的移动在标尺上做同步运动。实验内容1. 要求被试坐在离观察窗2 m处,使之只能看到三根竖棒的中部。实验时被试头部不能移动,可以用适当高度物体支撑下巴。2. 接通电源。选择移动速度。选定一个位置的标准刺激。3. 主试将变异刺激置于前或后限位位置。4. 被试手持控制变异刺激的手键,按动“前进”或“后退”按键,调节变异刺激的位置,直到认为变异刺激和两个标准刺激排成一条水平线时,松开按钮,变异刺激停止移动。5. 主试从标尺上读出变异刺激和标准刺激的实际距离误差,就是被试深度知觉的误差。6. 捂上一只眼睛,重复上述实验步骤,测量单眼的“
17、深度知觉误差”。实验结果被试者双眼深度知觉“单眼深度知觉”备注思考题1. 一个单眼失明的人在生活中分辨远近有困难吗?为什么?谈谈自己在实验中的体会。2. 查阅资料,说明立体电影的科学原理。3. 根据试验结果,归纳深度知觉的产生条件。4. 深度知觉除了对从事运输、精密制造的工人很重要外,对球类运动员、电脑美术创作员是不是也很重要?谈谈你的看法。分实验3 空间知觉测试实验目的通过测定辨别复杂图形的反应时,来测试被试的空间知觉能力。实验仪器采用BD112型 空间知觉测试仪。该仪器的灯光显示器可以随机显示条形、块形、不规则形三种图案,每种图案有两大类,每类有四种图形。见图1。测试中,被试者应尽快确定刺
18、激类型A、B、C、D和被试键上1、2、3、4的对应关系。图1 灯光显示器随机显示的刺激类型实验内容1. 支好折叠的灯光显示器。将被试键盘的五芯插头插入仪器侧面的相应插座中。 2. 接通并打开电源。被试手握键盘,坐在灯光显示器前。3. 主试按面板(见图2)的“图案”键,选择实验采用的灯光剌激类型。每按一下,对应键上方的指示灯将变化一个,亮灯的位置表示选择的如图1所示的那一行灯光剌激类型。图2 仪器主试操作面板4. 按开始键,实验开始。仪器将随机确定一种被试键对应灯光类型的方式。即确定这次实验的被试键中的将对图1所示的A、B、C、D那列图案进行反应。5. 每次实验时,被试面上方的灯先亮黄色,提示预
19、备。灯灭后,图案刺激呈现,开始记时,被试应迅速确定按下被试键的某一个,如符合确定的反应方式,反应正确,被试面上方灯将亮绿色,记时停止。如不符合确定的反应方式,反应错误,被试面上方灯将亮红色,被试应马上按其它键,直到反应正确,亮绿色为止,记时这时才停止。反应错误将计一次错误次数。被试应该努力确定此图案为那键正确反应的。6. 稍休息后,又将亮黄灯预备后,出现图案,被试进行反应。仪器显示实验的次数。7. 按“打印/结束”键,实验结束。如选配微型打印机,应联接好打印电缆,并打开打印机专用电源。打印出的实验数据见图3。仪器将显示最后出现错误的次数及此次后的平均反应时。通常,至少连续3次反应正确才能表明被
20、试对这类图案的空间位置与结构已经掌握。最后一次错误表示被试从不清楚结构特点到发现结构特点的“临界点”,这与图案的复杂程度有关。8. 按“图案”或“开始”键,将进行新的实验。按“复位”键可以在任何时候中断实验,并清除数据实验内容被试者刺激类型测试次数错误次数平均反应时思考题1. 思考本实验的实验原理?2. 假如你是幼儿的家长或老师,根据你掌握的知识,如何去培养孩子的空间知觉和想象力?实验二 信息处理能力测试实验分实验1 动作判断准备知识注意分配就是人在同时完成两个不同的任务时,注意力在两个任务之间的分配,注意分配要有熟练的技巧和技能。本实验将给被试者提供两个任务务情境,促使被试者主动积极的分配自
21、己的注意力。如果注意分配不当,被试者将不能圆满完成任务,在这种情况下,被试者必然会试图改变注意的分配方式,以期出色的完成所在任务。 人在同一时间内把注意分配到不同的对象上,就称为注意分配,又称时间分配。注意分配是可能的,而且是有效的,它需要个体具有熟练的技能技巧。许多职业都对注意分配能力有较高的要求。这种能力可以通过专门的训练来提高。实验仪器采用BD-II-507型动作判断仪进行试验。该仪器组成如下:1. 转动圆盘:圆盘上有个矩形目标、个圆目标及个周边目标(图)。目标随圆盘以恒定速度转动。2. 操作手轮:操作手轮可驱动左、右二检测头沿转动圆盘水平中线往复移动以避开目标(图)。检测头位于圆盘上方
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